endapan yang relatif lepas (loose), yang terletak diatas batuan dasar (bedrock).

(1)

3.1 Tanah

Tanah merupakan himpunan mineral, bahan organik dan endapan -endapan yang relatif lepas (loose), yang terletak diatas batuan dasar (bedrock). ikatan antara butiran yang relatif lemah dapat disebabkan oleh karbonat, zat organik atau oksida-oksida yang mengendap diantara partikel-partikel dapat berisi air. udara ataupun keduanya.

Proses penghancuran dalam pembentukan tanah dari batuan terjadi secara fisis/kimiawi. Proses secara fisis antara lain berupa erosi akibat tiupan angin. pengikisan oleh air dan gletsyer atau perpecahan akibat pembekuan dan pencairan es dalam batuan. fanah yang terjadi akibat penghancuran tersebut diatas tetap mempunyai komposisi yang sama dengan batuan aslinya.

Proses kimiawi menghasiikan perubahan pada susunan mineral bahan asalnya. Pelapukan kimiawi menghasiikan pembentukan kelompok-kelompok partikel kristal berukuran koloid (< 0.002 mm) \ang dikenal sebagai mineral lempung ( clay mineral}.

Fungsi tanah sangat penting pada berbagai macam pekerjaan bangunan karena tanah berfungsi sebagai pendukung beban/pondasi yang ada di atasnya.

(2)

Oleh karena itu tanah yang akan dipergunakan sebagai pendukung konstruksi harus dipersiapkan terlebih dahulu sebelum dipergunakan.

3.2 Klasifikasi Tanah

Di alam, jenis dan sifat tanah sangat bervariasi yang ditentukan oleh ; • Perbandingan banyaknya fraksi-fraksi (kerikil. pasir, Ianau, dan

lempung) serta gradasinya. • Sifat piastis butir halus

Klasifikasi tanah bertujuan membagi tanah dalam beberapa golongan tanah dengan kondisi dan sifat yang mirip diberi simbol nama yang sama.

Ada tiga (3) cara klasifikasi yang umum digunakan yaitu : • Klasifikasi tanah dengan cara Unified System • Klasifikasi tanah berdasarkan USCS

• Klaiflkasi tanah dengan cara AASHTO 3.2.1 Klasifikasi Tanah dengan cara Unified System

Klasifikasi berdasarkan Unified system, tanah dikelompokkan menjadi tanah berbutir kasar (kerikil dan pasir) jika lebih dari 50% tertahan saringan no. 200, dan tanah berbutir halus jika lebih dari 50% lolos saringan no. 200. Selanjutnya tanah diklasiflkasikan dalam sejumlah kelompok dan sub kelompok. Sistem klasillkasi berdasarkan Unified System dapat dilihat dalam Tabel 3.1.

(3)

o o o Cxi 01) c « 5 C3 JO 3 _-C C C3 _f— </*> Divisi Utama ,«-' ' •*-~f C3 2 — c3 -O OX) c3 c o in * J2 E « « Of) C C3 T3 S-2 E JO CO a. 5 to ^ 3 Kerikil bersih (sedikit tau tak ada buturan halus) Kerikil banyak kandungan buturan halus Pasir barsih (sedikit atau tak ada butiran halus) Pasir banyak kandungan Tabel 3.1 Klasifikasi Tanah berdasarkan Unified System Si mbo 1 Kelompok GC SW SP SM Nama Jan is Kerikil gradasi baik dan campuran pasir-kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus. Kerikil gradasi buruk dan campuran pasir-kerikil, sedikit atau tidak mengandung buturan halus. Kerikil berlanau. campuran keriki pasir-lanau Kerikil berlempung, campuran keriki l-pasir-lempung Pasir gradasi baik, pasir berkerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus. Pasir gradasi buruk. pasir berkerikil.

sedikit

atau

tidak

mengandung

jj

^

2 M

butiran halus. lanau 0 c 1 = 3! T3 O . sjj o o c ~ c

^

2 |p

3 a s T3 * JS _^ :/)_•! bawah uaris A atau PI <4 C _C -Z. X! « u ^ o Kriteria Klasifikasi Cu = --^ > 4 DIO Cc

(Dj_

D1M x [),. -antara 1 dan 3 Tidak memenuhi kedua criteria Batas-batas Atterberg di

Bila berada arsir plastisitas.

Batas-batas Atterberg di

-S3;

2.2

. • . . ni -? uipaKai atas garis A atau PI •> 7 . simbol « ^ s ,--. •e -* S-</i <= 5/5 'r' ._ -if ^ . £ 5 ~ U -DIO (D Y Cc --^—-^'— antara 1 dan 3 D,„ x D(„, & © o 5/j Tidak memenuhi kedua criteria Bila ._ -^ ir,

Pasir

berlanau.

campuran

pasir-j

•-£

If

rti

~

es -r-Batas-batas Atterberg di S o -2 | bawah garis A atau PI < 4 berada

(4)

o •r» «/) r^ <r, _{_zi} o C3 •*—" c-CD i_ o *-£ r i jT\ C2 J™ fT1 C c3 c -j— butiran halus Lanau dan lempung batas cair .50% atau kuranu l.anau dan lempung batas cair > 50% fanah dengan kadar organil tinggi SC Ml. CI OL MM CI! OH PT

|

Pasir

berlanau.

campuran

pasir-empung _Lanau tak organic dan pasir sangan halus. serbuk batuan atau pasir halus berlanau atau berlempung. Lempung tak organic dengan plastisitas rendah sampai sedang. lempung berkerikil, lempung berpasir. lempung berlanau. lempung kurus ('clean clays') Lanau organic dan lempung berlanau organic dengan plastisitas rendah Lanau tak organic atau pasir halus diatomae. lanau elaslis Lempung tak organic dengan plastisitas tinggi. lempung gemuk ('fat clays') Lempung organic dengna plastisitas sedang sampai tinggi. j Gambut ('peal'), dan tanah \i \ dengan kandungan organic tinggi in arsir dari diagram Batas-batas Atterberg di plastisitas. maka atas garis A atau PI > 7 dipakai dobel simbol K) JO » » » » TO » 90 *» Batas Cair LL (%) Garis A: Pi = 0,73 (LL-20) Manual untuk identillkasi secara visual dapat dilihat di ASTM Designation D-2488

(5)

S : Pasir (sand),

C : Lempung (clay),

M : Lanau (silt).

O ; Lanau atau lempung organik (organic silt or clay),

Pt : Tanah gambut dan tanah organik tinggi (peat and highly organic soil), W : Gradasi baik (well-graded),

P : Gradasi buruk (poorly-graded), H : Plastisitas tinggi (high-plasticity), L : Plastisitas rendah (low-plasticity).

Menurut Soedarmono dan Purnomo (1997), tanah-tanah berbutir halus kemudian diklasiflkasikan atas dasar plastisitasnya dan kadar persenyawaan organiknya. Dalam hal ini ukuran butir bukan merupakan dasar yang menentukan pembagiannya. Tanah berbutir kasar dibagi menjadi dua yaitu pasir (sand) dan kerikil (gravel).

3.2.2 Klasifikasi tanah berdasarkan USCS

Tekstur tanah dipengaruhi oleh ukuran tiap-tiap butir yang ada dalam tanah. Pada umumnya tanah asli merupakan campuran dari butir-butir yang

mempunvai ukuran yang berbeda-beda. Dalam klasifikasi tanah berdasarkan

tekstur, tanah diberi nama atas dasar komponen utama yang dikandungnya, misal

(6)

17

Gambar 3.1 menunjukkan sistem klasifikasi tanah berdasarkan tekstur, sistem ini

didasarkan pada ukuran batas dari butiran tanah. yaitu :

Pasir : butiran dengan diameter 2.0 sampai 0.05 mm Lanau : butiran dengan diameter 0.05 sampai 0,002 mm

Lempung

: butiran dengan diameter lebih kecil dari 0.002 mm

Gambar 1 1 Klasfikaw berdasarkan Unified Soil Classification

System (USCS)

3.2.3 Klasifikasi tanah dengan cara AASHTO

Sistem klasifikasi AASHTO (American Association of Stale Highway and

Transportation Officials Classification) berguna untuk menentukan kualitas tanah

guna perencanaan timbunan jalan, subbase dan subgrade. Karena sistem ini

ditujukan untuk maksud-maksud dalam lingkup tersebut, penggunaan sistem ini

(7)

Sistem klasifikasi AASHTO membagi tanah ke dalam 7 (tujuh) kelompok,

A-1 samapai A-7 termasuk sub kelompok. Tanah-tanah dalam tiap kelompok nya dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dengan rumus-rumus

empiris. Pengujian yang digunakan hanya analisis saringan dan batas-batas

Atterberg. Sistem klasifikasi AASHTO dapat dilihat dalam Tabel 3.2. Pada sistem ini tanah dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu :

• Bahan granular, jika yang lolos ayakan # 200 < 35% (kelompok A-1

sampai A-3)

• Bahan lanau lempung, jika lolos ayakan # 200 > 35%..

Indeks kelompok (group index) digunakan untuk mengevaluasi lebih lanjut tanah-tanah dalam kelompoknya. Indeks kelompok dapat dihitung dengan

persamaan

GI = (F-35)[0,2 + 0,005(LL-40)] + 0,01(F-15)(PI-I0) (3.1)

dengan

GI : Indeks kelompok (group index)

LL : Batas cair (%)

PI : Indeks plastisitas (%)

F : Persen material lolos saringan no.200 (0,075 mm).

Indeks kelompok yang diperoleh, nilainya dibulatkan ke angka utuh terdekat. Jika negatif dianggap nol. Khusus kelompok A-2-6 dan A-2-7 nilai indeks kelompok dihitung dari rumus diatas dari bagian PI saja. Makin rendah indeks kelompok bahan tersebut makin baik untuk subgrade.

(8)

Label 3.2 Klasifikasi tanah sistem AASHTO Klasifikasi umum Material granuler (<35% lolos saringan no. 200) Tanah-tanah lanau-lempung (>35% lolos saringan no. 200) Klasifikasi kelompok A-1 A-3 A-2 A-4 A-5 A-6 A-7 A-l-a A-l-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-7-5 A-7-6 Analisis saringan (% lolos) 2,00 mm (no. 10) 0,425 mm (no. 40) 0,075 mm (no. 200 50maks — 30maks 50maks 15maks 25maks 51min ₁Omaks 35maks 35maks 35maks 35maks 51 min 1 Omaks 51min ₁Omaks 51 min 1 Omaks 51min ₁Omaks Sifat fraksi lolos Saringan no. 40 Eiatas cair (LL) Indeks piastis (PI) 6 maks np 40 maks 41 min 1 Omaks 10 maks 40 maks 41 min 11 min 11 min 40maks 1Omaks 41 min 1 Omaks 40maks 11 min 41 min 11 min Indeks kelompok (GP 0

1

0

0 4 maks 8 maks 12 maks 16 maks 20 maks Tipe material yang Pokok pada umumnya Pecahan batu, Kerikil dan pasir Pasir halus Kerikil berlanau atau Berlempung dan pasir Tanah berlanau Tanah berlempung Penilaian umum Sebagai Tanah dasar Sangat baik sampai baik Sedang sampai buruk Catatan : Ke ompok A-7 dibagi atas A-7-5 dan A-7-6 bergant ung pada batas pla< >tisnya (PI ^) Untuk PL > 30, klasifikasinva A-7-5 Untuk PL< 30, klasifikasinya A-7-6 np = non piastis

(9)

3.3 Tanah Lempung

Reaksi kimia yang mengakibatkan pelapukan tanah menghasiikan kelompok partike1 berukuran koloid dengan diameter lebih kecil dari 0.002 mm disebut mineral lempung. Lempung mempunvai permukaan khusus, sehingga mempunvai sifat sangat dipengaruhi oleh gaya-gaya permukaan. Terdapat 15 macam mineral yang diklasiflkasikan sebagai mineral lempung.

Sifat yang khas dari tanah lempung yaitu dalam keadaan kering akan bersifat keras. dan jika basah akan bersifat lunak piastis dan kohesif, mengembang dan menyusutnya cepat sehingga mempengaruhi perubahan volume yang besar yaitu pengaruh air. Lempung akan dipengaruhi oleh air. karena pada tanah lempung permukaan spesifik menjadi besar. variasi kadar air akan mempengaruhi

plastisitas tanah.

Lempung terdiri dari butir-butir yang sangat halus dan menunjukkan sifat-sifat plastisitas dan kohesif. kohesi menunjukkan kenyataan bahwa bagian-bagian

itu melekat satu sama lainnya, sedangkan plastisitas adalah sifat yang

menunjukkan bahwa bahan tersebut berubah-ubah tanpa perubahan isi atau tanpa

kembali kebentuk aslinya.

3.3.1 Sifat-sifat fisik tanah lempung

a. Kadar air (vv)

Kadar air (\v) atau water content didefinisikan sebagai perbandingan

antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah yang diselidiki. Adapun bagian-bagian tanah dapat digambarkan dalam bentuk diagram fase, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2 berikut:

(10)

21 di Va 4 Vw Vs Berat total

i

Volume I W\ total W = V I Ws! ^ *J*^v****S**x/** \S** v"*^^*"

(a)

(b)

Gambar 3.2 Bagian-bagian tanah. (a) elemen tanah dalam keadaan asli

(b) tiga fase elemen tanah

Adapun nilai kadar air (watercontent) dapat dihitung dengan rumus :

Ww n = .y100% Ws (3.2) dengan. w = kadar air (%) Ww = massa air (gram)

Ws =- massa butiran tanah (gram)

b. Berat jenis

Berat jenis dalam mekanika tanah didefinisikan sebagai rasio antara berat

unit zat padat (partikel) dengan berat unit air. seperti yang ditunjukkan dalam

persamaan berikut, Ws Gs Vs.yw (3.3) Vv

(11)

dengan,

Gs = Berat jenis

Ws = Berat butiran padat (gram) Vs = Volume butiran padat (cm )

/w

= Berat volume air pada temperature 4°C (gram /cmJ)

Menurut Hardiyatmo (1992), berat jenis berbagai tanah berkisar antara

2,65 sampai 2,75. Berat jenis 2,67 biasanya digunakan untuk tanah-tanah tak berkohesi, sedangkan untuk tanah kohesif tak organik berkisar antara 2,68 sampai

2,72. Nilai-nilai berat jenis dari berbagai jenis tanah diberikan dalam tabel 3.3 Tabel 3.3 Berat jenis dari beberapa jenis tanah

Jenis Tanah Berat Jenis (Gs)

Kerikil 2,65-2,68

Pasir 2,65-2,68

Lanau tak organik 2,62-2,68

Lempung organik 2,58-2,65 Lempung tak organik 2,68-2,75

Humus 1,37

Gambut 1,25-1,80

Sumber: Hardiyatmo, 1992 c. Berat Volume

Berat volume dalam mekanika tanah didefinisikan sebagai perbandingan antara berat tanah total termasuk air yang terkandung didalamnya dengan volume

tanah total.

W

y = —xl00%

V

(12)

23

dengan.

W : Berat tanah (gram) V : Volume tanah (gram/cm')

d. Batas-batas konsistensi

Apabila tanah berbutir halus mengandung mineral lempung. maka tanah

tersebut dapat diremas-remas (remoulded) tanpa menimbulkan retakan. Sifat kohesif ini disebabkan karena adanya air yang terserap disekeliling permukaaan dari pertikel lempung (Das. 1985).

Atterberg (1991), memberikan cara untuk menggambarkan batas-batas konsistensi dari tanah berbutir halus dengan mempertimbangkan kandungan airnya. Batas-batas tersebut adalah sebagai berikut:

a) Batas Cair (Liquid Limit)/ LL

Kadar air tanah pada batas antara tanah keadaan cair dengan keadaan

piastis. Dalam uji laboratrium batas cair di definisikan sebagai kadar air

pada 25 kali pukulan akan menutup celah (groove) standar yang dibuat pada tanah sepanjang 12.7 mm.

b) Batas Piastis (Plastic Limit)/ PL

Kadar air tanah pada batas antara tanah keadaan piastis dengan keadaan semi padat. Percobaan batas piastis ditetapkan bahwa tanah yang

digulung hingga diameter 3 mm mulai tampak retak-retak rambut dan

(13)

c) Batas Susut (Shrinkage Limit)/ SL

Kadar air tanah pada batas antara tanah keadaan semi padat dengan

keadaan padat dimana tidak terjadi pengurangan volume lagi meskipun

kadar airnya berkurang. Percobaan batas susut dilaksanakan di laboratorium dengan menggunakan cawan susut dan cawan porselen. Tanah cair dengan kadar air diatas batas cair ± 10% dimasukkan kedalam cawan susut kemudian dikeringkan dalam oven. Batas susut dinyatakan dalam persamaan ;

SL ^Hnn-m^JV^V^yw} QQ%

(3>5)

[ mi mi j

dengan :

mi : massa tanah basah (gram) m2 : massa tanah kering (gram)

V|

: volume tanah basah (cm3)

Vt : volume tanah kering (cm )

Yw : berat volume air (gram/cm ) d) Indeks Plastisitas (Plasticity index)

Indeks plastisitas (PI) merupakan interval kadar air dimana tanah masih bersifat piastis. Oleh karena itu indeks plastisitas menunjukan sifat

keplastisitasan tanah. Indeks Plastisitas (Plasticity index) adalah selisih

batas cair dan batas piastis

(14)

dengan,

LL : Batas Cair (%)

PL : Batas Piastis (%) PI : Indeks Plastisitas (%)

Tabel 3.4 Nilai Indeks Plastisitas dan Macam Tanah

25

PI Sifat Macam Tanah Kohesi

0 Non piastis Pasir Non kohesif

<7 Plastisitas rendah Lanau Kohesif sebagian 7 - 17 Plastisitas sedang Lempung berlanau Kohesif

> 17 Plastisitas tinggi Lempung Kohesif

Sumber : Hardiyatmo, 1992 e) Batas Kohesi (Cohesion Limit)

Kadar air dimana butiran tanah tidak dapat melekat lagi yaitu dimana pengambilan tanah tidak dapat menghasiikan lempengan-lempengan yang bersatu. Batas ini juga lebih banyak berguna untuk ahli pertanian dibandingkan untuk sarjana tanah.

Tabel 3.5 Hubungan uji tekan bebas (qu) tanah lempung dengan

konsistensi

Konsistensi qu (kg/cm")

Lempung keras >4.00

Lempung sangat kaku 2,00 - 4,00

Lempung kaku 1,00-2,00

Lempung sedang 0,50- LOO

Lempung lunak 0,25 - 0,50

Lempung sangat lunak <0,25

(15)

terjadi perubahan volume air yang cukup berarti pada tanah ini.

Derajat kepadatan tanah diukur berdasarkan satuan berat volume kering

(dry density), yaitu masa partikel padat per satuan volume tanah. Umumnya makin

tinggi derajat pemadatan, maka makin tinggi kekuatan geser dan makin rendah

kompresibilitas tanah. Kerapatan kering setelah pemadatan tergantung pada kadar

air dan besarnya energi yang diberikan alat pemadat.

Hubungan berat volume tanah kering (7c/) dengan berat volume tanah (yb) dan

kadar air (w) dinyatakan :

^ =7^-

(3.7)

1 + w dengan,

yd : Berat volume tanah kering (gram/cm')

yb

: Berat volume tanah (gram/cm3)

w : Kadar air (%)

Setelah dilakukan pemadatan kerapatan butiran, kadar air dan kerapatan keringnya ditentukan. Proses ini diulangi sedikitnya lima kali dengan kadar air yang berbeda untuk jenis tanah yang sama. Dengan menggambarkan hubungan antara berat volume kering dengan kadar air, akan diperoleh kurva seperti Gambar

(16)

27

*opt _{kadar air w. (%)}

Gambar 3.3 Hubungan berat volume kering dan kadar air

Kurva ini menunjukan bahwa untuk suatu metode tertentu akan diperoleh

suatu nilai kadar air tertentu. yaitu dikenal sebagai kadar air optimum (Wopt) yang

akan menghasiikan nilai berat volume kering maksimum. Pada nilai kadar air

yang rendah. sebagian tanah cenderung menjadi kaku dan sukar untuk dipadatkan.

Dengan menambah kadar air tanah menjadi lebih mudah dibentuk dan dipadatkan

sehingga akan menghasiikan berat volume tanah kering yang lebih tinggi. Akan

tetapi pada kadar air yang tinggi berat volume kering menjadi berkurang sejalan

dengan bertambahnya kadar air, yang mana air tersebut akan mengisi dan volume

tanah bertambah secara proposional.

3.5 CBR (California Bearing Ratio)

Pengujian CBR dimaksudkan untuk menentukan kekuatan tanah atau

campuran agregrat yang dipadatkan pada kadar air tertentu.

Uji ini

dikembangankan oleh California State Highway Departement, Amerika Serikat.

(17)

penetrasi suatu bahan (dapat berupa tanah ataupun material perkerasan jalan)

dengan bahan standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi yang sama.

Biasanya pengujian CBR dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan material

perkerasan jalan raya.

Prinsip pengujian CBR adalah dengan menembus sampel tanah dengan

kepadatan tertentu dalam suatu tabung dengan menggunakna alat penekan standar.

Alat penembus atau penetrasi yang digunakan adalah sebuah piston

berpenampang bulat dengan luas 3 in2 dan kecepatan konstan sebesar 0.05 in per

menit dan diukur beban yang diperlukan.

Beban hasil penetrasi CBR

Beban terhadap bahan s tan darx!00% (3.8)

Tabel 3.6 Hubungan antara nilai penetrasi dengan beban standar untuk

pemeriksaan CBR Penetrasi Beban Tekanan

(lb/m2)

(in) (mm) (kN) (lbs) 0.1 2 11,5 2.5 13,24 3000 1000 4 17,6 0.2 1 5 6 8 10 12 19,96 22,2 26,3 30,3 33,5 4500 1500

Sumber : Praktikum Mek-Tanah, 1990

Untuk mendapatkan design CBR, harus memperhitungkan dua faktor yaitu :

• Kadar air tanah serta berat isi kering pada waktu dipadatkan.

• Perubahan pada kadar air yang mungkin akan terjadi setelah pemadatan

(18)

29

Lest CBR dapat dilakukan dengan 2 (dua) macam yaitu:

• Percobaan CBR di laboratorium • Percobaan CBR di lapangan 3.5.1 Percobaan CBR di laboratorium

CBR laboratorium biasanya digunakan antara lain untuk perencanaan

pembangunan jalan baru dan lapangan terbang. Untuk menentukan nilai CBR

laboratorium harus disesuaikan dengan peralatan dan data hasil pengujian

compaction standard/modified dibuat mendekati ± kadar air optimum.

3.5.2 Percobaan CBR di lapangan

CBR lapangan pada umumnya diperlukan untuk perencanaan lapis

tambahan (overlay). Pengujian ini dimaksudkan unuk mencari nilai CBR langsung

ditempat (in place).

(19)

3.6 Triaksial UU (Unconsolidated Undrained)

Pengujian Triaksial dengan menggunakan benda uji dengan ukuran

diameter kira-kira 4 cm dan tinggi 7.50 cm. Benda uji dimasukkan kedalam

selubung karet tipis dan diletakkan kedalam tabung kaca. Biasanya ruang didalam

tabung diisi dengan air atau udara. Benda uji ditekan oleh tegangan sel (a i).

yang berasal dari tekanan cairan didalam tabung. Kadang kala udara dapat

digunakan sebagai media untuk penerapan tegangan selnya (tegangan kekang atau

confining pressure). Alat pengujian dihubungkan dengan pengatur drainase

kedalam maupun keluar dari benda uji. Untuk menghasiikan kegagalan geser pada

benda uji, gaya aksial dikerjakan melalui bagian atas benda uji.

Tegangan-tegangan yang bekerja pada benda uji dinotasikan a \, a 2. dan

o-3. Tegangan a \ disebut tegangan utama mayor (mayor principal stress),

tegangan <r3 disebut tegangan utama minor (minor principal stress). Tegangan

utama tengah (intermediate principal stress) a^a., merupakan tegangan

kekang atau tegangan sel (confining stress). Karena tinjauannya hanya dua

dimensi, tegangan a 2 sering tidak diperhitungkan. Tegangan yang terjadi dari

selisih <r 1dan <r3 atau (a-a) disebut tegangan deviator (deviator stress) atau

beda tegangan (stress difference). Regangan aksial diukur selama penerapan

tegangan deviator. Perlu diperhatikan bahwa penambahan regangan akan

menambah tampang melintang benda uji. Karena itu, koreksi penampang benda

uji dalam menghitung tegangan deviator harus dilakukan.

(20)

ke peralatan __ tegangan sel beban vnr'tkrtl lubang venliiasi \ udara rnembfan karet

conloh benda up tanah

ke pengukursn ' tekanan pori

Gambar 3.5 Alat uji Triaksial UU

Pada uji Triaksial Unconsolidated Undrained benda uji pada umumnya

berupa tanah lempung mula-mula dibebani dengan penerapan tegangan sel.

kemudian dibebani dengan beban normal, melalui penerapan tegangan deviator

(Act) sampai mencapai keruntuhan. Pada penerapan tegangan deviator selama

penggeseran, air tidak diijinkan keluar dari benda uji. Jadi selama pengujian katup

drainasi ditutup. Karena pada pengujian air tidak diijinkan mengalir keluar, beban

normal ditransfer kebutiran tanahnya. Keadaan tanpa drainase ini menyebabkan

adanya kelebihan tekanan pori (excess pore pressure) dengan tidak ada tahanan

(21)

3.7 Perkuatan Tanah

Konsep perkuatan tanah atau tanah bertulang (reinforced earth) pertama

kali diperkenaikan oleh Vidal pada tahun 1969. Hingga saat ini system

penulangan tanah banyak digunakan untuk konstruksi, antara lain dinding

penahan tanah, pangkal jembatan, timbunan badan jalan, penahan galian dan

perbaikan stabilitas lereng alam.

Keuntungan menggunakan sistem tanah bertulang antara lain :

a. Merupakan struktur yang fleksibel.

b. Tidak mempunyai resiko besar bila terjadi deformasi struktur.

c. Mudah dalam pelaksanaan pembangunan. d. Biaya lebih ekonomis.

Struktur tanah bertulang (reinforced earth) terdiri atas tanah dan tulangan.

Kerjasama antara tanah dan tulangan dalam mendukung beban akan terjadi bila

terdapat gesekan antara keduanya. Dengan gesekan ini tanah mentransfer

gaya-gaya yang bekerja pada tulangan.

Tanah yang dikenai gaya luar maka bagian dalam tanah akan mengalami

deformasi gaya geser (shear deformation) dan akan menyebabkan meningkatnya

kemampatan dan regangan tarik. Timbulnya gesekan dan tegangan pemampatan

menyebabkan tahanan geser yang akan menstabilkan tanah. Tahanan geser ini

harus mampu menahan gaya yang menyebabkan kelongsoran, apabila terjadi

peningkatan tegangan pada bidang gelincir untuk mengimbangi deformasi pada

bidang geser, perkuatan ditempatkan pada arah bidang tarik yang akan

(22)

33

Ada dua jenis perkuatan tanah, yaitu :

a. Perkuatan secara makro (Macro Reinforcement)

Konstruksi perkuatan tanah ini menggunakan geotekstil berupa lembaran,

yang memanfaatkan kuat geser bahan dengan tanah untuk melawan

gaya-gaya yang bekerja.

b. Perkuatan secara mikro (Micro Reinforcement)

Konstruksi perkuatan tanah ini menggunakan geotekstil berupa strip

dengan ukuran-ukuran tertentu diletakan pada sebuah tacing beton dengan

ukuran tertentu dimana suatu tacing beton tersebut ditahan oleh strip.

Adapun tujuan dari perkuatan tanah antara lain :

a. Memperkuat tanah sehingga stabilitas struktur terpenuhi.

b. Lereng timbunan bisa dibuat secara vertikal.

c. Membentuk suatu struktur secara fleksibel.

d. Memanfaatkan tanah asli sebagai bahan bangunan.

3.8 Serabut Kelapa

Pohon kelapa (cocos nucifera) merupakan pohon yang menghasiikan

bahan-bahan industri yang sudah lama dikenal. Di Indonesia, tanaman kelapa

banyak terdapat dan tersebar hampir di seluruh wilayah nusantara, khususnya di

daerah pantai atau mendekati pantai.

Pohon kelapa diantaranya ada 2 macam. yaitu kelapa hybrida yang

ditandai dengan pohon yang pendek dan kelapanya berwarna kuning dan kelapa

biasa yang pohonnya tinggi yang sering dijumpai. Kelapa biasa inilah yang

(23)

dipakai dalam penelitian ini. yang mana batang pohonnya bersih (pelepah daun

dan tapasnya mudah diambil), sehingga pelepah daun yang sudah tua terkadang

jatuh sendiri dari pohonnya. Semua bagian pohon kelapa dapat diambil

manfaatnya,

mulai

dari

bagian-bagian fisik

pohon

maupun

hasil-hasil

produksinya. Hampir semua bagian fisik pohon kelapa dapat dimanfaatkan,

misalnya batang (untuk berbagai macam peralatan dan bangunan), daun muda

atau janur (untuk dekorasi atau bungkus makanan seperti ketupat), daun yang

sudah tua (untuk bahan bakar memasak).

Pohon kelapa dapat berbuah jika sudah berumur lebih dari 5 tahun. Buah

kelapa yang dihasilkan tergantung tempatnya, jika tempat tersebut cocok maka

buahnya pun juga akan banyak. Dalam penelitian ini serabut kelapa yang dipakai

adalah serabut kelapa yang berasal dari kelapa yang sudah tua. Hal ini

dikarenakan, jika kelapa masih muda maka serabut kelapa masih basah dan

mudah membusuk. Sehingga yang dipakai adalah serabut yang sudah tua yang

sudah kering dan keras.

Serabut kelapa merupakan helaian benang-benang atau serat-serat yang

berwarna cokelat, berdiameter < 0.5 mm dan bersifat kaku/liat (tidak mudah

putus). Serabut kelapa mempunyai kelemahan yaitu tidak tahan api. sehingga

mudah terbakar. Penggunaan dan pemanfaatan serabut kelapa antara lain pada

peralatan rumah tangga yang menggunakan serabut kelapa sebagai bahan

bakunya. Keberadaan peralatan ini sangat penting bagi kehidupan rumah tangga,

misal sapu, keset. Ada juga yang memanfaatkan serabut kelapa sebagai media

(24)

35

3.9 Serat Karung Plastik

Serat karung plastik yang digunakan adalah serat karung plastik yang

berasal dari karung plastik yang dipotong kemudian diurai satu per satu. Selain

mudah didapat juga murah, dan selama ini serat karung plastik belum

dimanfaatkan secara optimal. Serat karung plastik merupakan geosintetik yang

berupa polimer sintetis yaitu masuk dalam polypropylene. Bahan-bahan buatan

manusia ini sangat tahan terhadap pengaruh lingkungan biologis dan degradasi

kimia yang biasanya terjadi di alam.

Ada tiga jenis serat sintetis, yaitu :

a. Filament, yaitu serat sintetis yang terbentuk dengan mengeluarkan lelehan

polimer melalui lubang-lubang kecil pada alat pintal. Setelah mengeras,

kemudian filaments ditarik pada arah longitudinal, sehingga

molekul-molekulnya dapat menyesuaikan diri pada arah yang sama,

b. Stable fibers, didapat dari filaments yang dipotong-potong sehingga

mempunyai panjang antara 2-10 cm,

c. Slitfilms, berupa serat berbentuk pipih, tipis seperti pita kaset dengan lebar

antara 1-3 mm. dibentuk dengan sayatan pada selaput plastik. Setelah

disayat, serat-serat seperti pita tersebut ditarik. Penarikan tersebut akan

membuat molekulnya menyesuaikan diri pada arah yang sama. Benang

(25)

Serat karung plastik yang digunakan berupa serat yang diurai bukan lembaran.

Secara properties, pada penelitian ini tidak dilakukan. Karena fokus utama dari

penelitian ini bukan properties serat, tetapi bagaimana pengaruhnya pada kuat

geser tanah lempung.

Serat karung plastik belum banyak digunakan, tetapi jika serat plastik ratla

sudah banyak dimanfaatkan orang. Jadi dalam hal ini yang dipakai bukan rafia

tapi serat karung plastik beras. Dari segi fisik, serat karung plastik lebih tebal dan

kuat jika dibandingkan dengan rafia. Sehingga tidak mudah patah.

3.10 Kapasitas Dukung Tanah

Bila tanah mengalami pembebanan seperti beban fondasi, tanah akan

mengalami distorsi dan penurunan. Jika beban itu berangsur-angsur ditambah,

penurunannya pun juga bertambah. Akhirnya pada suatu saat terjadi kondisi

dimana pada beban yang tetap, fondasi mengalami penurunan yang sangat besar.

Kondisi ini menunjukkan bahwa keruntuhan kapasitas dukung telah terjadi.

Kapasitas dukung ultimit (ultimate bearing capacity ! qu) di definisikan sebagai

beban maksimum persatuan luas dimana tanah masih dapat mendukung beban

dengan tanpa mengalami keruntuhan. Bila dinyatakan dalam persamaan berikut:

q„ =^

(3-9)

A

dengan,

qu : kapasitas dukung ultimit atau daya dukung batas (kN/m')

Pu : beban ultimit atau beban batas (kN)

(26)

37

Dari pengamatan kelakuan tanah selama pembebanan hingga tercapainya

keruntuhan diperoleh kenampakan sebagai berikut ini :

1. Terjadi perubahan bentuk tanah yang berupa penggembungan kolom

tanah tepat di bawah dasar fondasinya kearah lateral dan penurunan

permukaan di sekitar fondasinya,

2. Terdapat retakan lokal atau geseran tanah di sekeliling fondasinya,

3. Suatu butiran tanah terbentuk di lokasi tepat dibawah fondasinya yang

mendesak tanah bergerak ke bawah maupun ke samping,

4. Umumnva pada saat keruntuhan terjadi zona geser melebar dan dalam

batas tertentu dan suatu permukaan

geser berbentuk

lingkaran

berkembang yang disusul dengan gerakan fondasi turun kebawah.

Permukaan tanah di sekitar fondasi selanjutnya menggembung ke atas

yang diikuti oleh retakan dan gerakan muka tanah sekitar fondasinya.

Keadaan ini menunjukkan keruntuhan geser telah terjadi (Hardiyatmo.

1992).

a. Keruntuhan geser umum b. Keruntuhan geser lokal

Gambar 3.6 Macam keruntuhan geser pada fondasi

Analisis keruntuhan daya dukung dilakukan dengan menganggap bahwa

tanah berkelakuan sebagai bahan yang bersifat piastis. Konsep ini pertama kali

(27)

diperkenalkan oleh Prandl, yang kemudian dikembangkan oleh Terzaghi (1943).

Meyerhof (1955), DeBeerdan Vesic (1958).

Cara pendekatan yang digunakan untuk analisisnya yaitu menganggap

fondasi berbentuk memanjang tak terhingga, dengan lebar (B) yang terletak diatas

tanah yang homogen, dibebani dengan beban terbagi rata (q).

Terzaghi (1943) dalam Hardiyatmo, 1992 memberikan parameter

kapasitas dukung tanah berupa Nc, Nq, Ny yang merupakan faktor kapasitas

dukung akibat pengaruh kohesi dan beban terbagi merata yang keduanya

merupakan fungsi dari sudut gesek internal (». sehingga persamaan umumnva

dapat ditulis menjadi :

qu= acNc +qNq+(3yBN7

(3-10)

dengan,

c

: Kohesi (kN/m2)

Y

: Berat volume tanah (kN/m )

Ny, Nc. Nq

: Faktor kapasitas dukung tanah.

(28)

Nilai-nilai dari N y, Nc, Nq diberikan dalam tabel 3.7

Tabel 3.7 Nilai-nilai faktor kapasitas dukun; *tanah Terzaghi

0C)

Keruntuhan Geser Umum Keruntuhan Geser Lokal

Nc Nq N^ Nc Nq N^ 0 5,7 1 0 5,7 1 0 5 7,3 1,6 0,5 6,7 1,4 0,2 10 9,6 2,7 1,2 8 1,9 0,5 15 12,9 4,4 2,5 9,7 2,7 0,9 20 17,7 7,4 5 11,8 3,9 1,7 25 25,1 12,7 9,7 14,8 5,6 3,2 30 37,2 22,5 19,7 19

8,3 1

5,7 34 52,6 36,5 35 23,7 11,7 9 35 57,8 41,4 42,4 25,2 12,6 10,1 40 95,7 81,3 100,4 34,9 20,5 18,8 45 172,3 173,3 297,5 51,2

' 35,1

37,7 48 258,3 287,9 780,1 66,8 50,5 60,4 50 347,6 415,1 1153,2 81,3 65,6 87,1 Sumber: Hardiyatmo, 1992 39